 |
Описание временных параметров задержки в канале связи при передаче информации между ПС и ВС
|
|
|
|
Отношение значений различных компонент, составляющих 
(формула 1), различно для различных типов звеньев данных. Оно определяется такими факторами как физическая удаленность друг от друга систем связи (ПС и ВС) и скоростью передачи данных по звену. Практически время обработки кадра 
и время 
, связанного с ним кадра, относительно мало по сравнению с временем передачи. Кроме того, так как 
-кадр значительно короче 
-кадра, то время, которое истекает до того, как может быть передан следующий 
-кадр, зачастую приблизительно считается равным 
, поэтому эффективность имеющейся пропускной способности звена данных вычисляется как
, (2)
где 
(при отсутствии ошибок при передаче).
Задержка передачи 
равна времени, необходимому электрическому сигналу, чтобы достичь другого конца линии связи. Следовательно, оно будет одинаковым для обоих направлений и для обоих кадров ( и ). Скорость распространения в лучшем случае равна скорости распространения света. В реальных проводниках она меньше (
м/с).
Таким образом, задержка передачи равна физическому расстоянию (
) между станциями, поделенному на скорость передачи электрического сигнала по линии (
). Большое значение имеет отношение 
, т.к. оно соотносит время задержки передачи сигнала со временем, требуемым для передачи кадра. Обычно это отношение колеблется от небольшого значения (для небольших звеньев) до больших значений для длинных звеньев и высокой скорости передачи:
1. Для относительно коротких звеньев, для которых 
, эффективность их использования близка к 1 и не зависит от его пропускной способности.
2. Для более длинных наземных кабелей эффективность звеньев высока () при низкой пропускной способности и существенно падает при ее увеличении.
|
|
|
3. Для спутниковой связи эффективность мала даже при низкой пропускной способности.
Отсюда можно заключить, что этот протокол не подходит для спутниковой связи, а также для линий наземной связи с высокой пропускной способностью.
В реальных условиях линии обладают ненулевым уровнем искаженных битов, следовательно успешная передача кадра потребует в среднем 
повторных передач. В связи с этим выражение для эффективности будет иметь следующий вид:
(3)
Значение 
можно определить, если известна вероятность искажения одного бита передаваемых в канале данных 
. В этом случае вероятность того, что кадр будет искажен равна 
, а 
– вероятность того, что кадр передан без ошибок. Здесь 
– длина кадра в битах.
Описание механизма тайм-аута и механизма окна
Механизм тайм-аута
Механизм тайм-аута заключается в том, что ПС перед отправкой очередного -кадра запускает внутренний таймер (рис. 6). Таймер отсчитывает определенный промежуток времени, называемый тайм-аутом. Если в течение этого временного интервала в ПС не поступит подтверждающий прием ВС отосланного -кадра -кадр, то ПС решает, что кадр 
был утерян, и выполняет повторную передачу того же -кадра.
Выбор величины тайм-аута может сильно влиять на эффективность использования передающего канала. Тайм-аут не должен быть слишком коротким, чтобы по возможности исключить избыточные повторные передачи, возникающие из-за временного увеличения задержек в канале (например, из-за временной перегрузки). В то же время он не должен быть слишком большим, чтобы избежать длительных простоев канала. При выборе величины тайм-аута должны учитываться такие параметры канала связи как его протяженность, скорость передачи данных, а также вероятность появления ошибки в канале.
|
|
|
Механизм окна
В режиме непрерывной передачи ЗПР ПС может непрерывно посылать -кадры, не дожидаясь ответного извещения. Поэтому в таком режиме передачи у приемной станции буферная память может переполняться, т.е. она не сможет обрабатывать кадры с той же скоростью, с которой их получает. Чтобы учесть это, в указанную схему включают дополнительный регулирующий механизм, который обеспечивает передачу ограниченного числа -кадров до получения извещения.
Для этого ПС следит за числом выделенных, не получивших извещения -кадров, хранящихся в текущий момент в списке повторных передач. Если при этом ВС окажется не в состоянии принять последующие кадры, то она прекратит возвращение -кадров. Список повторных передач в ПС заполнится, что в свою очередь послужит для ПС сигналом, оповещающим ее о необходимости прекратить посылку -кадров, вплоть до получения извещения. Для реализации этой схемы устанавливается верхний предел числа -кадров, выделенных в списке повторных передач. Этот предел называют окном передачи звена. Предел выбирается таким, чтобы не подавлять потока -кадров по звену при условии, что приемная станция успеет воспринять все поступающие -кадры. Такие факторы как минимальная длина кадра, объем доступной буферной памяти, скорость передачи битов должны быть совместно учтены при определении окна передачи.
Функция механизма окна может быть представлена в виде диаграммы (рис. 10).
ПС обеспечивает запись, хранящую число -кадров в списке повторных передач, ожидающих извещения. Эту запись называют счетчиком повторных передач. При передаче каждого -кадра значение счетчика увеличивается на 1. Соответственно после получения каждого -кадра и связанного с этим удаления -кадра из списка повторных передач, значение счетчика уменьшается на 1. Если значение счетчика повторных передач становится равным окну передач, то поток -кадров приостанавливается (рис. 11).
Рис. 10
Рис. 11
При рассмотрении схемы “бездействие – ЗПР” было показано, что эффективность звена данных с достаточной степенью точности определяется временем передачи кадра и временем задержки кадра при передаче информации.
Если для данного звена 
, то эффективность звена данных определяется также значением величины окна передачи. Эффективность звена данных при величине окна передачи, равной 
, выражается равенством
|
|
|
(4)
При наличии ошибок эффективность будет понижена еще больше, так как потребуется повторная передача некоторых кадров. Если вероятность искажения одного бита равна , а средняя длина кадра равна , то
, (5)
– среднее количество пакетов, которое необходимо передать повторно.
При использовании механизма передачи “возврат-к-N” эффективность еще больше понижается, так как при искажении некоторого кадра должно быть передано повторно несколько кадров. Число дополнительных кадров, которые должны быть переданы повторно, определяется отношением величин и 
. Когда 
, эффективность понижается также, как и в методе выборочной повторной передачи, если не считать того, что при возникновении ошибки повторной передаче подлежат два кадра: искаженный и непосредственно следующий за ним, т.е. 
. Если же 
, то на каждый искаженный кадр в пределе должно быть передано 
кадров, однако это наступает только тогда, когда искажается какой-нибудь кадр, находящийся в окне. Вероятность искажения кадра внутри окна равна 
.
Эффективность будет определяться следующей формулой:
(6)
Приведенные формулы являются приближенными, так как они не учитывают случая, когда искажению подвергаются кадры, повторно передаваемые. Тем не менее, формулы позволяют оценить порядок эффективности канала.
|
|
|
